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淩曉傑1 朱大衛2 楊廣亮2 黃文濤2
（1.浙江省超維建築設計院 浙江 310011）
（2.江蘇安科瑞電器製造有限公司，江蘇 江陰 214405)
摘 要：根據開口式霍爾電流傳感器的原理、特點及安裝方式，分析開口式霍爾電流傳感器在工廠改造配電係統中的應用，為用戶快速實現直流係統智能配電提供解決方案。
關鍵詞：開口式霍爾電流傳感器 直流配電係統 工作原理 應用
直流配電係統通常由高頻開關電源和蓄電池組成，用於為直流係統中控製、信號、繼電保護及自動裝置、事故照明等提供可靠的直流電源，對其供電的可靠性、穩wen定ding性xing以yi及ji供gong電dian質zhi量liang均jun有you著zhe很hen高gao的de要yao求qiu。因yin此ci對dui某mou些xie服fu役yi已yi久jiu的de直zhi流liu係xi統tong進jin行xing相xiang應ying的de改gai造zao已yi顯xian的de十shi分fen迫po切qie。且qie直zhi流liu係xi統tong改gai造zao時shi不bu停ting電dian，工gong程cheng改gai造zao難nan度du大da，采cai用yong傳chuan統tong的de閉bi口kou霍huo爾er電dian流liu傳chuan感gan器qi或huo者zhe分fen流liu器qi也ye無wu法fa解jie決jue，因yin此ci可ke采cai用yong開kai口kou式shi霍huo爾er電dian流liu傳chuan感gan器qi來lai解jie決jue改gai造zao項xiang目mu中zhong直zhi流liu電dian流liu計ji量liang問wen題ti，確que保bao改gai造zao過guo程cheng不bu停ting電dian且qie安an全quan運yun行xing。
1 產品設計
1.1結構特點
開口式霍爾電流傳感器在傳統閉口霍爾電流傳感器的基礎上進行研發，結構新穎，外形美觀大方。整體由外殼、鐵芯、采樣線路板及固定樹脂構成，外殼材料采用PC/ABS合金，具有耐高溫、機械強度高、環保等特點；鐵芯采用有取向冷紮矽鋼片，具有性能穩定，機械強度高，導磁率極高等特點；線路板與外部接線采用綠色可插拔端子，現場接線方便、可靠。具體結構如圖1、2所示，產品外觀采用分體式設計，圖1為圓孔型，適合直流係統一次母線為電纜時穿過。，圖2fangkongxing，shihezhiliuxitongyicimuxianweitongpaishichuanguo。genjuyicidianliudeceliangfanweijichuankongyaoqiu，kexuanzexiangyingdechanpinleixing。gaixiliechuanganqidianliukecefanweiwei20A～20000A，主要外形有ф20、ф40、ф60、64*16、85*27、104*36、140*50等多種規格，如圖3所示，適用於不同應用場合。
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圖1 圓孔型 圖2 方孔型
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圖3 AHKC係列開口式霍爾電流傳感器
1.2工作原理
霍爾電流傳感器是根據霍爾效應、電磁感應原理設計的一種傳感器，按原理可分為開環方式（直放式）和閉環方式（磁平衡式），開口式霍爾電流傳感器是在傳統開環（直放式）霍爾傳感器的基礎上加以改進，與傳統單鐵芯、danhuoerxinpianshejibutong，weileshejiweifentishijiegou，jiangtiexinfenliduichenganzhuang，yingjiancaiyongshuanghuoerxinpianbinglianhubuchafenshuru，kaikoushihuoerchuanganqiyuanlirutu4所示：
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圖4 開口式霍爾傳感器原理圖
當原邊電流IPliuguoyigenchangdaoxianshi，zaidaoxianzhouweijiangchanshengcichang，cichangdedaxiaoyuliuguodaoxiandedianliuchengzhengbi，chanshengdecichangjujizaicihuannei，tongguocihuanqixizhonglianggehuoeryuanjianjinxingceliang，lianghuoeryuanjianbiaozhimianxiangfanzhiyutongyicichangnei，shuchuxinhaojuyouhubutezheng，shuchudianyatongguochafenfangdashuchu，budankeyizhigongmoganrao，yekewendupiaoyideyingxiang，shuchudianyaVS精確的反映原邊電流IP。一般的額定輸出標定為DC±5V或DC4-20mA。
1．3產品安裝
以方孔產品為例，如圖5所示，將開口式霍爾電流傳感器的安裝螺絲打開，卸下傳感器的下體；將開口式霍爾電流傳感器的上體裝入配電係統的一次母排，合上傳感器的下體，將傳感器的安裝螺絲、墊片穿過上、下體的固定孔，將傳感器的上、xiatigudingzaiyiqi。ruguoxianchangkeduandiananzhuang，kezaitongpaishanganchuanganqijianjuyaoqiukailianggeduiyingluowenkong，jiangchuanganqitongguohoucedeanzhuanggudingkonggudingzaimupailuowenkongshang，wanchengchuanganqideanzhuang；如ru現xian場chang要yao求qiu不bu斷duan電dian安an裝zhuang，可ke采cai用yong配pei套tao橡xiang膠jiao墊dian塊kuai內nei嵌qian於yu外wai殼ke與yu銅tong牌pai之zhi間jian固gu定ding，確que保bao傳chuan感gan器qi能neng在zai振zhen動dong條tiao件jian下xia也ye能neng可ke靠kao工gong作zuo，整zheng個ge安an裝zhuang過guo程cheng比bi較jiao快kuai速su簡jian單dan。
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圖5 產品安裝示意圖
1.4 開口式霍爾傳感器優點
與傳統直流電流計量一般采用分流器或互感器測量方法相比，開口式霍爾傳感器具有以下優點：
1）原邊副邊絕緣強度高，最高可達AC 12kV隔離；
2）無插入損耗；
3）動態性能好：響應時間小於20us跟蹤速度di/dt高於20A/us
4) 安裝時無需拆卸原邊電纜或母排，特別適用於不允許斷電設備的改造施工。
2.產品應用
開口式霍爾電流傳感器主要應用在工廠改造直流配電係統中，如電廠直流電源係統改造、變電站直流係統改造改造、通訊機房改造、鐵路機車改造等項目，它能將係統中原邊直流電流信號轉換成為標準DC± 5V或4-20mA輸出，起到了監測和電氣隔離作用，可與多回路監控儀表或其他電氣測量儀表配套使用。
2.1 應用實例
conggaizaochengbenfangmiankaolv，rucaiyongchuantongbikoushihuoerchuanganqihuozhefenliuqifangan，shigongshi，bixuxianchaixiezhiliumuxiantongpai，ranhouanzhuangchuanganqi，zaijiangmupaizhongxinanzhuanghuifu，erzhenggeanzhuangguochengzhong，zhishaoxuyaoliangmingshigongrenyuanpeiheshigong，tongshizhenggaixianlubixutingdianpeihe；而如采用開口式霍爾傳感器方案，以1.3所述安裝方法安裝，僅需一名施工人員，同時施工時間預計僅需傳統方案1/20時間，工廠停電時間也可相應減少，甚至某些場合不斷電施工安裝，采用此方案明顯省時、省力、省人工。從傳感器采購價格對比，同種開孔外形開口式霍爾傳感器較閉口式霍爾傳感器采購價略高了10%左右。而從測試性能方麵分析，隻要安裝時傳感器的上、下體螺絲固定緊密，開口式傳感器與閉口式傳感器的精度、穩定性基本一致。
綜上對比，無論是從現場施工的優越性還是從項目改造整體采購、施工等方麵的綜合成本考慮，使用開口式霍爾電流傳感器無疑是性價比最高的方案。
以國內知名企業的直流配電櫃為例，如圖6所示，將多路直流輸入彙總成一路電流輸出，每路都有保護裝置（斷路器、熔斷器等）、防反二極管等，而且可以對每路電壓電流進行監控，並可以實現遠程通信。采用8個開口式霍爾電流傳感器來監控直流電流，布局美觀，相對於傳統霍爾安裝更方便，與分流器方案相比更安全、實用。
圖7所示為某鐵路機車改造項目，改造要求在不能拆卸母排前提下來監測該母排直流電流，此種情況隻能采用開口式霍爾電流傳感器方案。
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圖6 某企業直流配電櫃 圖7某鐵路機車改造項目
3結論
綜上所述，開口式霍爾電流傳感器因其結構簡單、安裝方便、運行可靠等良好的適用性，在直流係統應用中發揮很大的作用，特別是改造項目中得到了大量應用。
文章來源：《自動化博覽》2015年12期。
【1】電量傳感器選型手冊【Z】.江蘇安科瑞電器製造有限公司.2015.07.
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